Lógica de Interbloqueo de Seguridad para Transportadores: Bachmann M1 y Phoenix Contact PSR-SCP

Lógica de Parada por Cuerda de Zona

Un tren transportador de tres cintas requiere una parada basada en zonas. La Cinta 3 (extremo de descarga) debe alcanzar la velocidad completa antes de que la Cinta 2 comience, y la Cinta 2 debe estar en funcionamiento antes de que la Cinta 1 (extremo de alimentación) arranque; esto evita la acumulación de material en las tolvas de transferencia. La secuencia de parada es inversa: la Cinta 1 se detiene primero y las Cintas 2 y 3 continúan funcionando durante un período de despeje temporizado de 30 a 60 segundos antes de detenerse.

Las activaciones de la cuerda siguen una respuesta asimétrica por zona. Una cuerda en la Cinta 3 detiene las tres cintas. Una cuerda en la Cinta 2 detiene las Cintas 1 y 2 pero permite que la Cinta 3 continúe despejando. Una cuerda en la Cinta 1 detiene solo la Cinta 1. Implemente esto como una matriz de zonas en el bloque de texto estructurado Bachmann M1. Un enfoque global de parada de emergencia no puede cumplir con la cláusula 5.4.3 de la ISO 13850 para transportadores que operan en zonas separadas de manejo de material.

Después de cualquier activación de la cuerda, un enclavamiento de hardware requiere el reinicio físico del interruptor en el lugar de campo Y la pulsación local del botón RESET antes de permitir el reinicio. El reinicio remoto desde el HMI no está permitido según la cláusula 5.5.2 de la ISO 13850. Para aplicaciones que requieren una arquitectura de relé de seguridad de canal dual, el relé de seguridad de entrada dual Allen-Bradley Guardmaster 440R-D22R2 ofrece un rendimiento equivalente SIL 2 / PLd al Phoenix Contact PSR-SCP.

Conexión del Relé de Seguridad Phoenix Contact PSR-SCP

El Phoenix Contact PSR-SCP está clasificado como SIL 2 / PLd según IEC 62061 e ISO 13849-1. Use un módulo por cinta. Supervisa simultáneamente la cadena de interruptores de cuerda (Canal A) y el botón de parada de emergencia (Canal B). Conecte OSSD1 y OSSD2 en serie al bobinado del contactor del motor de la cinta; esto crea una función de parada Categoría 3 con dos caminos de salida independientes.

Conecte el Canal A siguiendo la nota de aplicación AN-PHX-0034 Circuito 1 de Phoenix Contact. Conecte el pin A1 a +24 VCC y cablee la cadena en serie de interruptores de cuerda desde A1 a través de todos los contactos NC hasta el pin S11. Conecte S12 a S21. Cablee el contacto NC de parada de emergencia desde S22. Conecte los terminales de monitoreo de retroalimentación PSR-SCP Y1–Y2 al contacto auxiliar NC del contactor de la cinta. Esta retroalimentación detecta un contacto soldado del contactor y bloquea el reinicio dentro de los 300 ms posteriores a la apertura de la salida de seguridad.

Configure el potenciómetro TIME del PSR-SCP a 2 segundos de retardo de arranque. Esto evita el reinicio inmediato tras una liberación momentánea de la cuerda. El módulo de expansión de salida retardada Guardmaster GSR ofrece funcionalidad equivalente de retardo configurable para arquitecturas de relés de seguridad Allen-Bradley. Registre el valor del retardo en el archivo de seguridad como parte de la documentación de verificación SIL IEC 62061.

Monitor de Velocidad Cero y Pruebas de Puesta en Marcha

Monte un sensor de proximidad PNP (12–24 VCC, conector M12) en el soporte del tambor de cola apuntando a un disco de pulsos de 6 ranuras. A velocidad completa de la cinta (1,5 m/s típico), el sensor produce aproximadamente 9–12 Hz. Seleccione un relé monitor de velocidad cero que cubra este rango de frecuencia; el Pilz PNOZ 13 (0.1–25 Hz) es adecuado. Configure el retardo de disparo del relé a 3 segundos para cubrir el período normal de desaceleración durante paradas planificadas.

En el Bachmann M1, asigne la salida del relé de velocidad cero a una entrada DI dedicada. Monitoree esta entrada solo cuando BELT_RUN = TRUE Y haya transcurrido un temporizador de ejecución de 5 segundos; esta protección cubre el período de aceleración. La detección de velocidad cero después de 5 segundos activa una alarma BELT_SLIP y una parada controlada. La velocidad cero es una función diagnóstica, no una función de seguridad; el PSR-SCP maneja la parada de seguridad. Documente esta distinción en la especificación funcional para evitar ambigüedades de cumplimiento.

• Paso 1: Active cada cuerda individualmente. Verifique que la matriz de zonas detenga las cintas correctas en menos de 500 ms. Confirme que las cintas aguas abajo continúan funcionando.
• Paso 2: Verifique el reinicio del enclavamiento. Después de la activación de la cuerda, intente reiniciar desde el HMI; debe ser rechazado. Restablezca el interruptor de cuerda, intente reiniciar desde el HMI nuevamente; aún debe ser rechazado. Presione el botón RESET local; solo entonces se debe aceptar el reinicio.
• Paso 3: Inyecte un circuito abierto en el Canal A del PSR-SCP (desconecte el pin S11). Confirme que el módulo pierde las salidas OSSD, la cinta se detiene y el Bachmann M1 genera una alarma SAFETY_RELAY_FAULT con el número correcto de cinta. El relé de seguridad Allen-Bradley MSR320P ofrece detección de fallos de canal dual equivalente para pruebas comparativas.
• Paso 4: Pruebe el monitor de velocidad cero. Ordene que la cinta funcione, bloquee el objetivo del sensor del tambor de cola. Verifique la alarma BELT_SLIP dentro de 8 segundos (3 s de retardo del relé + 5 s de protección) y que se inicie la parada controlada.
• Paso 5: Verifique el enclavamiento de arranque secuencial. Intente arrancar la Cinta 1 antes de que la Cinta 3 esté en funcionamiento; confirme el rechazo con el mensaje de enclavamiento en el HMI. Arranque en la secuencia correcta (Cinta 3 → Cinta 2 → Cinta 1) y confirme que las tres arrancan con los retardos temporizados programados.

Conclusión y Recomendaciones

La lógica de seguridad del transportador requiere una arquitectura precisa desde la etapa de diseño. Primero, implemente la lógica de parada por cuerda basada en zonas en el bloque de texto estructurado Bachmann M1; una parada de emergencia global no puede satisfacer los requisitos específicos de despeje de material por zona. Segundo, use Phoenix Contact PSR-SCP (o el relé de seguridad Allen-Bradley Guardmaster equivalente) con cableado de canal dual y bucle de retroalimentación del contactor para lograr la arquitectura SIL 2 / PLd.

Configure el retardo de arranque del PSR-SCP a 2 segundos y documente este valor en el archivo de verificación SIL. Realice las cinco pruebas de inyección de fallos antes de la entrega operativa; no omita la prueba de circuito abierto del PSR-SCP, ya que es la única forma de confirmar que el monitoreo de canal dual está activo. Configure el retardo de disparo del relé de velocidad cero a 3 segundos y aplique el temporizador de protección PLC de 5 segundos para evitar disparos falsos durante paradas planificadas de la cinta. El módulo de expansión Guardmaster permite arquitecturas escalables de relés de seguridad a medida que crecen los sistemas transportadores.

Autor: Shen Weicheng es un ingeniero de automatización industrial con más de 10 años de experiencia en PLC, DCS y sistemas de control.